آینده دانش شبیه سازی : از گوسفند دالی تا الیزابت آن
مدت زمان تخمینی مطالعه این مقاله : ۱۵ دقیقه
در این مقاله ، شما هر آنچه در مورد شبیه سازی و زندگی گوسفند دالی و نحوه شبیه سازی شدن او می بایست بدانید را یاد خواهید گرفت.
مقدمه
شاید پیش از این خیلی ها موضوع شبیه سازی را یک داستان علمی تخیلی میدانستند و تصوری از امکان و رسیدن به این نقطه عطف از تاریخ شگفت انگیز علمی نداشتند اما برخلاف این تفکر، دانشمندان توانستند برای دهه ها فناوری شبیه سازی را بسرانجام برسانند. ما انسان های امروزی می توانیم این ادعا را داشته باشیم که نه تنها چندین نوع موانع فناوری شبیه سازی را از میان برداشتیم ، بلکه امکان شبیه سازی کلیدی برای ایجاد نوآوری های مفید برای نسل های آینده بشر نیز بوجود آوردیم. اگر چه هنوز راه زیادی وجود دارد.
ما می خواهیم همه اینها و دیگر موارد را در مقاله امروز مرور کنیم. ما تا آنجایی که می توانیم ، منابع را برای پشتیبانی یا ارائه اطلاعات عمیق تر درباره برخی از موضوعاتی که مطرح کرده ایم ، متصل کنیم. در اینجا خلاصه ای از هر بخش از این مقاله آورده شده است و می توانید پاسخ ها را در این مقاله دریافت کنید :
اما واقعا شبیه سازی چیست؟
قبل از ورود به جزئیات ، بهتر است شبیه سازی را توضیح دهیم. چندین تعریف عملی برای شبیه سازی وجود دارد ، بنابراین بیایید به ریشه این کلمه بپردازیم.
منشأ کلمات شبیه سازی از حوزه بیولوژی گیاهی است و برای توصیف فرآیند مشابهی که از طریق آن شبیه سازی حیوانات زنده تسهیل می شود ، استفاده گردید.
لازم است از فیزیولوژیست گیاهان ،هربرت جی وببر برای اینکه اصطلاح “کلون” را ارائه داده ، تشکر کنیم. این کلمه از یک کلمه ریشه ای یونان باستان آمده و هدف آن اشاره به روند قلمه زنی شاخه گیاه برای رشد گیاه کاملاً جدید بود.
و این همان چیزی است که امروزه در زمینه های گیاه شناسی و باغبانی اتفاق می افتد ، اگرچه اصطلاح شبیه سازی در فرهنگ عامه معنای کاملاً جدیدی دارد. حالا اگر می دانید شبیه سازی چگونه کار می کند ، احتمالاً می توانید ببینید که چگونه می توان از این کلمه برای شبیه سازی حیوانات نیز استفاده کرد. در غیر این صورت ، نگران نباشید ، ما همه موارد زیر را برایتان توضیح می دهیم.
بنابراین چگونه می توان شبیه سازی را به روشی خلاصه کرد که اشاره به یک زمینه خاص نداشته باشد؟ شاید بهترین راه این باشد – شبیه سازی فرآیند تکثیر یک موجود بیولوژیکی با استفاده از سلول های موجود است.
نتیجه حاصله از نظر ژنتیکی با نسخه اصلی یکسان است. فرهنگ لغت کمبریج شبیه سازی را به روشی کاملاً مشابه خلاصه می کند. به زبان ساده ، چه یک گیاه و چه یک حیوان ، شبیه سازی جایی است که برای تهیه یک نسخه ژنتیکی یکسان از آن چیز ، از بخشی از یک چیز استفاده می کند.
با این وصف آیا شبیه سازی امکان پذیر است
با توجه به داده ها و تجربیات چند دهه گذشته براحتی می توان گفت بله این امکان وجود دارد که در مورد هر موجود زنده ای این شبیه سازی را انجام بدهیم.
این موضوع یعنی شبیه سازی تا پیش از این در مورد گیاهان انجام می گرفت ولی همیشه در ذهن انسان این مسئله وجود داشت که چگونه این روند را به حیوان می توان منتقل کرد.
خوب با این وجود این فرایند نه تنها امکان پذیر است ، بلکه در طیف گسترده ای از زمینه های علمی نیز اتفاق افتاده و می افتد. امروزه بسیاری از افراد تا کلمه شبیه سازی را می شنوند ، به فکر شبیه سازی موجودات زنده و کامل می افتند.
در حالی که این شبیه سازی به هدف منطقی و نهایی خود رسیده است ، همچنین شبیه سازی می تواند به تکثیر سلولها و بافت های جداگانه نیز اشاره داشته باشد.
اگر فقط یک سلول از موجودی را بگیرید و از آن برای ایجاد فقط یک سلول دیگر که یکسان است استفاده کنید ، این نیز شبیه سازی است. در حقیقت ، این دقیقاً همان چیزی است که در تحقیقات سلول های بنیادی اتفاق می افتد.
تحقیقات مربوط به سلولهای بنیادی غالباً به پیشرفتهای چشمگیر در زمینه پزشکی منجر شده است ، اما نگرانیهای اخلاقی در این زمینه وجود دارد. برای به حداقل رساندن این نگرانی ها ، دانشمندان اغلب مواد ژنتیکی را شبیه سازی می کنند و از این شبیه سازی ها یک شبیه ساز دیگری را می سازند تا بتوانند از بسیاری از نگرانی های اخلاقی در این زمینه جلوگیری کنند.
انجام این کار نیز آسان است زیرا سلول های بنیادی می توانند به انواع مختلف سلول تبدیل شوند ، اما این موضوع کاملاً متفاوت است. پاسخ کوتاه این است که بله ، شبیه سازی بسیار ممکن است زیرا ما این کار را با گیاهان ، سلولها و اندامهای منفرد و حتی موجودات زنده انجام داده ایم ، همانطور که بعداً در زیر توضیح خواهیم داد.
آیا همانند سازی ها همیشه به طور طبیعی رخ می دهند؟
یک تصور غلط رایج این است که شبیه سازی کاری است که باید در آزمایشگاه های کنترل شده و عاری از هرگونه عفونت و کاملا سفید ، با لوله های آزمایش پیچیده و تجهیزات گران قیمت انجام شود.
هنگامی که ما از علم برای شبیه سازی استفاده می کنیم ، فقط از الگویی که در جهان طبیعی پیش روی ما قرار گرفته پیروی می کنیم. ارگانیسم های تک سلولی ، که منشا زندگی همه این کره خاکی هستند ، به صورت غیرجنسی تولید مثل می کنند.
باکتریها احتمالاً مشهورترین نمونه ارگانیسم تک سلولی هستند ، و همچنین از طریق تولید مثل غیرجنسی تکثیر می شوند. این بدان معنی است که آنها فقط از اطلاعات ژنتیکی خود برای ایجاد ارگانیسم تک سلولی دیگری استفاده می کنند ، که در آن صورت همان اطلاعات را دارد.
این فرایند متناسب با تعریف ما از شبیه سازی است! نه تنها این ، بلکه حتی برای دیدن نمونه هایی از زندگی شبیه سازی شده نیازی به شکستن میکروسکوپ نیست. شاید شنیده باشید که بی مهرگان می توانند شبیه سازی شوند و این درست است.
اگر یک کرم پهن را به دو نیم کنید ، دو نیمه دوباره تولید می شوند به طوری که اکنون دو کرم اما متمایز از نظر ژنتیکی خواهیم داشت. برای کرم های خاکی نمی توان همین حرف را زد ، اما این یک افسانه است. در عوض ، معمول است که نیمی از سر زنده بماند و دوباره احیا شود در حالی که دیگری می میرد.
دوقلوهای همسان در انسان نیز یک کلون طبیعی هستند و فرایندی که باعث ایجاد دوقلوهای یکسان می شود ، می تواند در سایر پستانداران نیز رخ دهد. در اینجا شکاف تخمک بارور موجب می شود دو یا چند جنین با همان امضای DNA ایجاد شوند. هرچند که نباید دوقلوها را شبیه سازی شده عنوان کرد ، چون ممکن است بی بنظر اخلاق مداران بی ادبانه به نظر برسد.
برخی از گیاهان نیز به صورت غیرجنسی تولید مثل می کنند. یافتن همسر هنگامی که در تمام روز در زمین ریشه داشته باشید دشوار است!! ، بنابراین برخی از گونه های گیاهی با استفاده از اطلاعات ژنتیکی خود ، برای تولید مثل سازگار شده اند.
این مورد بیشتر در گونه هایی از گیان که پیاز و غده مانند پیاز دارند، ریشه زنجبیل و سیب زمینی شیرین دیده می شود. شاید شما احتمالاً به گیاهانی بر خورده اید که با تعاریف رایج کلمه می توان آنها را شبیه سازی شده توصیف کرد. این فقط نشان می دهد که روند طبیعی شبیه سازی در طبیعت چقدر طبیعی است.
اگر به یک گل زیبا مثلا کوکب علاقمند هستید ،باید بدانید که گل کوکب یک نمونه محبوب از گل هایی است که از طریق پیاز خود تولید مثل می کند ، روشی به نام تکثیر رویشی. این همان کاری است که پیاز و زنجبیل نیز انجام می دهند و گل کوکب را می توان به عنوان نمونه ای از گل ها دانست که از طریق شبیه سازی طبیعی تولید مثل می شوند. پرورش دهندگان گل این دانش را بسیار خوب میدانند و از آن برای تکثیر گل های زینتی و زیبا استفاده می کنند.
شبیه سازی مصنوعی چند نوعند؟
شما احتمالاً در باغ گل نیستید تا در مورد زندگی گیاهان صحبت کنید ، بنابراین بیایید انواع مختلف شبیه سازی مصنوعی را که در دسترس ما است بررسی کنیم.
شبیه سازی مصنوعی همانندی است که توسط انسان ، خارج از طبیعت انجام می شود ، بنابراین اینجاست که افراد با روپوش آزمایشگاهی وارد آن می شوند.
در حال حاضر سه نوع اصلی شبیه سازی مصنوعی وجود دارد. چه کسی می داند در آینده ممکن است موارد بیشتری وجود داشته باشد
گرچه در حال حاضر ، این سه مورد مد نظر ماست:
شبیه سازی ژن
شبیه سازی باروری
شبیه سازی درمانی
بیایید به یکی یکی اینها بپردازیم
شبیه سازی ژنی در برخی زمینه ها شبیه سازی مولکولی نیز نامیده می شود. گیج نشوید ، روش های شبیه سازی ژن و شبیه سازی مولکولی یکی هستند. هر دو به روند شبیه سازی اطلاعات ژنتیکی به جای کل ارگانیسم اشاره دارند.
برای شبیه سازی ژن افراد بسیار باهوش تر از ما ، ژنی را که می خواهند کپی کنند جدا می کنند و آن ژن را در یک ناقل قرار می دهند. ناقل فقط چیزی است که اطلاعات ژنتیکی آن را گسترش می دهد ، در این مورد ، باکتری ها مثال خوبی هستند.
با قرار دادن ژن در باکتری ها یا مواد مشابه تولید مثل غیرجنسی ، هنگام تکثیر باکتری ها ، این ژن نیز شبیه سازی می شود. دانشمندان می توانند با خواندن این روند غیر جنسی طبیعی ، ژن ها را در محتوای قلب خود کپی کنند.
شبیه سازی باروری درچگونگی همانند سازی موجودات کامل مانند حیوانات زنده یکی از بهترین نوع شبیه سازی می تواند باشد. در کنار شبیه سازی باروری و شبیه سازی حیوانات ، از این روند به عنوان شبیه سازی سلول بزرگسالان نیز یاد می شود. امروزه به عنوان شکل غالب شبیه سازی حیوانات ، شبیه سازی باروری تمرکز اصلی آن بیشتربر این دستور العمل دارد ، بنابراین در ادامه به جزئیات بیشتر می پردازیم.
در ابتدا لازم است شبیه سازی درمانی را تعریف کنیم. پیشتر در مورد تحقیقات سلولهای بنیادی صحبت کردیم ، از نظر فنی به شبیه سازی درمانی اشاره کردیم. به این دلیل که از شبیه سازی درمانی برای ساختن جنین همانندسازی شده که سلول های بنیادی ایجاد می کند ، استفاده می شود.
با ایجاد این جنین ها ، امکان پرورش سلول های بنیادی جنینی برای تحقیقات بیشتر فراهم می شود. این کار در پنج روز اول که سلولهای بنیادی جنین شروع به تقسیم می کنند ، انجام می شود و پس از آن جنین از بین می رود.
تا کنون چه تعداد از حیوانات همانند سازی شده اند؟
حیوانات از طریق شبیه سازی باروری شبیه سازی می شوند ، بنابراین اجازه دهید جزئیات بیشتری در مورد آن ارائه دهیم. برای شبیه سازی باروری ، یک سلول سوماتیک بالغ مورد نیاز است.
سلول سوماتیک چیست؟
به معنای واقعی کلمه هر سلولی که اسپرم ، تخمک ، میکروب یا سلول بنیادی نباشد را سلول سوماتیک می گویند، به همین سادگی! ، سلول های پوستی نمونه ای آسان از سلول سوماتیک هستند که برای شبیه سازی حیوانات استفاده می شوند.
به محض اینکه این سلول را داشته باشند ، DNA آن را به سلول تخمک منتقل می کنند ، هسته ای که هسته خاص خود را دارد و در آنجا اطلاعات ژنتیکی حذف می شود.
این کار را می توان از طریق تزریق یا فرآیند ذوب الکتریکی انجام داد ، در هر صورت نتیجه نهایی یکسان است.
پس از ایجاد یک جنین از این ترکیب ، آن را به رحم یک حیوان ماده بالغ منتقل می کنند تا دوران بارداری را طی کند.
هنگامی که ماده زایمان می کند ، حیوان حاصل همان اطلاعات ژنتیکی حیوانی را دارد که سلول پوست از آن گرفته شده و آن را به یک همانند تبدیل کرده است! به همین ترتیب برخی از مشهورترین نمونه های حیوانات شبیه سازی شده ایجاد شدند ، مانند گوسفندی خاص که در ادامه این مقاله به آن اشاره خواهد شد.
چه حیواناتی شبیه سازی شده است؟
برای اینکه در مورد همانندسازی حیوانات صحبت شود، حداقل باید اطلاعاتی در مورد اینکه کدام حیوانات را با موفقیت همانند کرده ایم ، ارائه دهیم.
دانشمندان ما بیش از نیم قرن وقت خود راصرف آزمایشاتی کردند که شامل شبیه سازی یا تلاش برای شبیه سازی است که چندان خوب هم پیش نرفته است.که البته ، این آزمایشات شامل شبیه سازی حیوانات نیز می شود.
در سال ۱۹۵۲ اولین شبیه سازی مصنوعی با یک بچه قورباغه اتفاق افتاد. ما می دانیم که هیجان انگیزترین حیوان برای شبیه سازی نیست ، اما بهر حال باید از جایی شروع کرد.
به همین ترتیب ، شبیه سازی کپور در سال ۱۹۶۳ توسعه یافت ، و اولین ماهی شبیه سازی شده جهان را به این موجود زنده اختصاص یافت. همانند بسیاری از آزمایش های علمی ، آزمایش های بزرگ با موش های آزمایشگاهی آغاز شدند.
در سال ۱۹۷۹ ، جنین های موش ایجاد وپس از جدا سازی در لوله آزمایش قرار گرفتند و سپس در رحم موش های ماده کاشته شدند. این موفقیت تا اندازه ای محدود بود ، بر این مبنا دانشمندان آزمایشاتی را روی موجودات بزرگتری چون مرغ ، گوسفند و در نهایت گاو با استفاده از همان تکنیکی که برای شبیه سازی بچه قورباغه استفاده شد آغاز کردند .
از بین حیوانات گوسفند دالی از آزمایش انتقال سلول های بدنی در اسکاتلند حاصل شد و در سال ۱۹۹۶ خود را به عنوان اولین حیوان شبیه سازی شده معرفی کرد ، البته این موفقیت بعد از تلاش های بسیاری که منجر به شکست شده بود حاصل شد.
اجرای همانند سازی روی گاوها هم مد نظر بود، در ژاپن دانشمندان روی گاو فرایند همانند سازی را اجرا کردند اما در آن زمان با توجه به بسترهای شبیه سازی شده تقریباً ۵۰٪ احتمال بقا وجود داشت.
البته روی موش کومولینا هم همانند سازی شد و بچه موض بوجود آمده نتوانست زیاد عمر کند ، زیرا او سه سال بعد در اثر پیری درگذشت
از آنجایی که دالی و کومولینا به طور قطعی اثبات کردند پستانداران کلون شده می توانند به بزرگسالی برسند در لیست ذیل چند نوع آزمایش شبیه سازی روی پستانداران دیگری هم انجام شد که به ترتیب سال در ذیل آمده است
ببرهای تاسمانی – ۱۹۹۹
میرا بز – ۱۹۹۹
Tetra the Rhesus Macaque – 1999
خونا خوک – ۲۰۰۰
CC (برای CopyCat) – 2002
Snuppy the Dog – 2005
میمون های ماکاک – ۲۰۱۸
میمون های ماکاک – ۲۰۱۸
همانند سازی این میمون یک نقطه عطف و بحث انگیز در جامعه علمی ایجاد کرد. همه ما میدانیم که میمون ها بیشتر از سایر حیوانات به انسان نزدیک اند و در مقایسه با سایر پستانداران قادر به سطح بالاتری از شناخت هستند، بنابراین، این پیشرفت ویژه قابل توجه بود.
تترا در سال ۱۹۹۹ از طریق تقسیم جنین ایجاد شد ، با این وجود ، میمون ها با همان روشی شبیه سازی شدند که در سال ۱۹۹۶ دالی را شبیه سازی کرد.
جوانب مثبت و منفی شبیه سازی حیوانات
صرف نظر ازاینکه این فرایند علمی درگیری های اخلاقی را باعث می شود ، اما شبیه سازی مزایا و معایبی را به همراه دارد.
چرا می خواهیم حیوانات را شبیه سازی کنیم؟
مطمئناً کنجکاوی و نوآوری علمی پاسخ خوبی می تواند برای این سوال باشد، اما در واقع این پیشرفت علمی مزایای کشاورزی و دارویی بسیاری برای انسان ها خواهد داشت که باعث می شود شبیه سازی ارزش وقت و تلاش را داشته باشد.
در اینجا خلاصه ای از مزایا و معایب شبیه سازی حیوانات در قالب جدولی آورده شده است:
معایب | مزایا |
---|---|
همسان سازی باروری در حال حاضر بسیار ناکارآمد است و بسیاری از حیوانات در نتیجه به بزرگسالی نمی رسند. | امکان تست دارو ها بر روی حیوانات شبیه سازی شده |
پستانداران ، حتی اگر به بزرگسالی برسند ، با برخی از اثرات سوء سلامتی دست و پنجه نرم می کنند. این تأثیرات عمدتا روی مغز ، قلب و کبد می باشد و حتی می توانند باعث پیری زودرس شوند. | از نظر ژنتیکی یکسان هستند ، آزمایش آنها قابل پیش بینی و مقرون به صرفه است. |
مانند برخی دیگر از انواع شبیه سازی ، بحث اخلاقی پیرامون شبیه سازی حیوانات وجود دارد. | سازمان غذا و دارو ایالات متحده آمریکا در سال ۲۰۰۸ گوشت و شیر گاوهای همانند سازی شده را برای مصرف بی خطر دانست. |
این که آیا حیوانات مرده را باز می گرداند یا حیوان خانگی شما را همانند می کند ، سوال اینجاست “آیا این کار لازم است انجام شود سوالی که در مورد این پیشرفت های علمی همیشه مطرح است. | با وجود اینکه هنوز محصولات غذایی شبیه سازی شده برای حضور در بازار بسیار گران هستند اما این فراینداجازه می دهد صفات مثبت محصول به راحتی تکرار شود. |
اگر DNA کافی داشته باشیم می توانیم از شبیه سازی برای ایجاد جمعیت حیوانات در معرض خطر انقراض یا حتی کاملاً منقرض شده استفاده کرد. | |
امکان شبیه سازی کردن حیوانات خانگی با اهمیت |
تا کنون انسان هم شبیه سازی شده است
سوالی که بیشتر علاقمندان علم شبیه سازی در مورد آن دارند این است که در مورد انسان چی ؟ آیا شبیه سازی برای انسان صورت گرفته است؟ در حال حاضر هیچ مدرک علمی مبنی بر همانند سازی انسان وجود ندارد.
دلیل این ابهام این است که بسیاری از افراد و سازمان های مردم نهاد ادعا کرده اند که در گذشته انسان را شبیه سازیکرده اند. در سال ۱۹۹۸ دانشمندان کره جنوبی ادعا کردند که آنها با موفقیت یک جنین انسانی را شبیه سازی کردند.
این اولین قدم برای ایجاد یک شبیه سازی کاملاً دقیق است ،اگر چه این اتفاق یک افتخار بزرگی بود. چندی بعد از آن آزمایش روی انسان پایان یافت و در نهایت کل این آزمایش ها تنها به تولید چهار سلول منهتی شد.
اما آیا شبیه سازی روی یاخته های انسانی واقعیت داشت البته لازم است این را هم بدونید که منظور ما از این که می گوییم شبیه سازی روی انسان اجام گرفته است معنی آن این نیست که یک جنین انسانی کامل تولید شده است بلکه به این معنی است که اقدامات اخیر دانشمندان روی یاخته های انسانی برای تولید یاخته های شبیه سازی شده است قدمی هرچند کوچک ولی سکوی پرتابی برای یک جهشی بزرگ در علم شبیه سازی است.
بنابر این چرا هنوز موضوع شبیه سازی کامل برای انسان اتفاق نیفتاده است ؟ خوب علت اصلی آن این است که شبیه سازی انسان و بسیار دشوارتر از سایر پستاندارانیست که تاکنون کار شبیه سازی روی آن ها صورت گرفته است ، به همین دلیل شبیه سازی ماکاها یک اتفاق متفاوتیست .
بهتر است اینطور بگوییم که دشواری شبیه سازی در انسان به این دلیل است که انسان از پروتئین پیچیده تری بنام اسپیندل برخوردار است در واقع مسدله یاز بزرگ ما همین پروتئین است . این پروتئین ها نزدیک به کروموزومهای مورد استفاده برای تخمهای اولیه هستند ، بنابراین رسیدن به تخمها بدون از بین بردن پروتئینهای اسپیندل دشوار است.با این وجود حذف پروتئین های اسپیندل در تقسیم سلولی تداخل ایجاد می کند و فرایند تقسیم سلولی را دچار اختلال و یا توقف کامل می کند و شبیه سازی بدون آنها را غیرممکن می کند. حیوانات دیگر پروتئین دوک نخودی دارند اما از طریق تخمک پخش می شوند و مانعی برای آنها ایجاد نمی شود.
البته ممکن است بدلیل مسائل اخلاقی و مخالفت های شدید ،احتمال بر این باشد که همانند سازی روی انسان در خفا صورت بگیرد ولی بدلیل اینکه امکان انتشار نتایج و تحقیقات علمی میسر نیست این موضوع در دایره ابهام بزرگی قرار دارد. در هر حال هیچگونه نشانه ای دال بر انجام همانند سازی روی انسان وجود ندارد.
شبیه سازی روی گوسفند دالی
دالی یک گوسفند از نژاد فین دورست است که ، در سال ۱۹۹۶ متولد شد. آنچه او را بسیار خاص می کند این است که او اولین شبیه ساز شده یک پستاندار بالغ با استفاده از روش های شبیه سازی سلول بزرگسالان بود ، و راه را برای بسیاری از نمونه های دیگر هموار می کند.
تا به امروز ، شبیه سازی باروری سلول های سوماتیک اصلی ترین روش تولید همانند سازی حیوانی است و دالی اولین حیوانی بود که از این روش بدنیا آمد. این گوسفند توسط زیست شناسی بنام ایان ویلموت ، که با گروهی از موسسه روزلین همکاری می کرد ، ایجاد شد. در دنیای تحقیقات حیوانات ، این یک اسم ارجمند است.
آنها یک گروه هدایت گرجهانی در علم زیست شناسی حیوانات هستند ، بنابراین منطقی است که چنین پیشرفت معتبری به کمک این ذهن های هوشمند انجام شود. همه اینها در حوالی ادینبورگ ، اسکاتلند ، مقر اصلی موسسه روزلین اتفاق افتاد. تولد دالی رسماً در فوریه سال ۱۹۹۷ اعلام شد.
چگونه این گوسفند همانند سازی شد
چگونه دالی همانند سازی شد؟ خوب جواب کلی ما ،با دشواری های بسیار این اتفاق حاصل شد. در واقع تیم پژوهشی روزلین برای اجرای این پروژه بزرگ علمی از طیف گسترده ای از نقشهای شغلی ایجاد گردید تا به اصطلاح پروژه روی زمین نماند.
تصور کنید ، این پروژه نه تنها به دانشمندانی که از نظر جنین شناسی تبحر خاصی دارند نیازمندست ، بلکه برای جمع آوری مواد ژنتیکی و اطمینان از برآورده شدن نگرانی های اخلاقی همراه با کارکنان مزرعه برای شاد نگه داشتن نمونه حیوانی مورد مطالعه به جراحان و دامپزشکان نیاز مند است.
در این فرایند سلولی از غده پستانی گوسفند فین دورست از والد مادر گرفته شد و سپس با سلول تخم مرغی شکل گونه دیگری از گوسفند Blackface اسکاتلندی مخلوط شد. البته این را هم باید گفت که دالی اولین تلاش این پروژه نبود و حتی از تلاش دوم ، سوم یا صدم حاصل از این فرایند همانند سازی نبود. بلکه این گوسفند همانند سازی شده نتیجه ۲۷۶ تلاش برای ایجاد آن بود. یعنی ۲۷۵ بار این فرایند تکرار شد و با شکست همراه بود تا اینکه دانشمندان موفق شدند در بار ۲۷۶ ، نمونه همانند سازی شده این گوسفند را بدون اشکال تولید کنند.
حال میتونید درک کنید که چرا شبیه سازی حیوانات از سال ۱۹۹۶ زیاد مورد توجه قرار نگرفته است ، زیرا هنوز موارد زیادی وجود دارد که نیاز به اصلاح مکرر دارند. هنگامی که آزمایش از میدان پژوهش خارج شد ، جنین های تثبیت شده کافی برای انتقال به سیزده میش وجود داشت. فقط یکی از آنها بارداری مناسب را انجام داده و توانایی رشد جنین در آن میسر شد و ۱۴۸ روز بعد گوسفندی همانند سازی شده بنام دالی بدنیا آمد.
اگر چه بازه زمانی دوره حاملگی تقریباً به حد متوسط پیش بینی شده بود ، و از این نظر هیچ مشکلی وجود نیامد، اما نگرانی های دیگری وجود داشت که ممکن است دالی را در زندگی خود تحت تأثیر قرار دهد.
برای درک این موضوع بیایید همه چیز را در مورد تلومرها بدانیم. این واقعاً ساده است ، تلومرها نوک کروموزوم های ارگانیسم موجود زنده هستند و با گذشت زمان کوچک می شوند. پس از مدت زمان مشخصی ، آنقدر کوتاه می شوند که دیگر نمی توانند کوچک شوند ، و در نتیجه سلول نمی تواند دیگر تقسیم شود و بنابراین سلول می میرد ، و این همان چیزی است که ما به آن را پیری می گوییم.
از آنجا که سن یک حیوان به طور مستقیم با کیفیت و طول این تلومرها و کروموزوم های متصل به آنها ارتباط دارد ، یک حیوان شبیه سازی شده می تواند در طول زندگی خود با این مشکل روبرو شود.
بنابراین برای این گوسفند شبیه سازی شده ما میتونیم بگویم بله این مسئله برای اون وجود دارد، در حالی که دالی به عنوان یک بره تازه متولد شد ، DNA اصلی اون از یک گوسفند شش ساله با همان اطلاعات ژنتیکی برداشت شده بود و کروموزوم ها و تلومرهای او به گونه ای رشد کردند که شش سال از آن ها گذشته بود. و این اتفاق باعث شد تا گوسفند ما در ۶ سالگی بمیرد.
در اینجا موارد ناشناخته زیادی وجود دارد. در سال ۲۰۱۶ ، یک مطالعه پیگیر کننده ای روی این قضیه توسط کوین سینکلر با معرفی چهار گوسفند شبیه سازی شده فین دورست ، انجام شد.
به هر حال خواه این مسئله مشکل تلومر باشد یا غیرقابل پیش بینی بودن این فناوری ، هر دو مانع پیشرفت بیشتر در این زمینه هستند.
آینده شبیه سازی به کجا خواهد رسید؟
حال که به پایان مقاله شبیه سازی رسیدیم ، وقت آن است که در مورد چگونگی شکل گیری نوآوری های شبیه سازی به دنیای آینده فکر کنیم. در ذکر مزایای فن آوری شبیه سازی ، ما در مورد برخی از این موارد صحبت کردیم ، اما در اینجا می توانیم جزئیات بیشتری را ارائه دهیم.
در اینجا فقط برخی از مزایای مورد انتظار شبیه سازی است که می توانیم برای آینده و در صورت خوش شانس بودن در طول زندگی خود مشاهده کنیم:
توانایی شبیه سازی حیوانات در معرض خطر
توانایی بازگرداندن حیوانات منقرض شده
توانایی شبیه سازی حیوان اهلی
البته مزایای دیگری وجود دارد. ما قبلاً نیز اشاره کردیم که چگونه شبیه سازی ژنی و درمانی دارای کاربردهای مهیجی در آینده خواهد بود، اما بیایید به آینده شبیه سازی حیوانات و چگونگی تأثیر آن در چند دهه آینده بپردازیم.
همانند سازی برای حیوانات در معرض خطر
تلاش های حفاظتی بسیاری با صرف وقت هزینه و منابع مختلف در سراسر جهان برای اطمینان از محافظت از گونه های در معرض خطر سیاره آبی ما صورت می گیرد.
دلایل زیادی برای این امر وجود دارد ، از نگرانی های پایداری اکوسیستم گرفته تا لذت ساده اطمینان از این که فرزندان ما می توانند در دنیای مشابهی که ما بزرگ شده ایم ، بزرگ شوند.
شبیه سازی این حیوانات در معرض خطر به نظر می رسد یک راه حل واضح برای این نوع حفاظت است.
البته همانطور که بحث کردیم ، در حال حاضر این روش فوق العاده غیر قابل اعتماد و گران است ، بنابراین چیزی نیست که ما در حال حاضر بتوانیم آن را ارائه دهیم.
البته در چند وقت اخیر در ۱۰ دسامبر سال ۲۰۲۰ همچین اقدامی برای یک حیوان محافظت شده ای صورت گرفت .این همان جایی است که الیزابت آن وارد می شود. این حیوان که نام او را به رسمیت می شناسند یک گوزن پا سیاه است آنها گونه ای در معرض خطر انقراض هستند. آنها جانورانی پر سرو صدا هستند و جثه ای تقریباً به اندازه راسو دارند و دیدگاه اکوسیستمی بر روی آن ها وجود دارد ، این همان چیزی است که اکنون باید در مورد آنها بدانید.
یک موسسه غیرانتفاعی کالیفرنیایی به نام Revive & Restore متهم شد که اقدام بازگرداندن همانند سازی آن این بار به نام تنوع زیستی صورت گرفت. بهر حال در مورد الیزابت آن ، او قرار است در کلرادو اسکان داده شود ، جایی که امیدوار است بتواند پیر شود و بخشی از تحقیقات علمی باشد.
به این موضوع هم باید دقت کرد که تا زمانی که بتوانیم شبیه سازی باروری را به عنوان وسیله ای برای تکثیر موجودات زنده قابل اعتمادتر کنیم ، می توانیم سلول ها را پیدا کنیم و اعضای بیشتری از این گونه های در معرض خطر را به وجود آوریم. این موضوع می تواند انقلابی در تلاش برای حفظ حیوانات ایجاد کند.
شبیه سازی می تواند گونه های منقرض شده را بازگرداند
خوبی این موضوع در این است که حتی اگر گونه ها منقرض شوند این احتمال وجود دارد که بتوانیم از روش شبیه سازی برای بازگرداندن آنها استفاده کنیم. البته منظور از منقرض شده ها در مورد حیواناتی که مدت سی سال است که دیده نشده اند ، و نه حیواناتی که مدت زیادی از انقراض آن ها می گذرد .
بنابراین چگونه می توان یک گونه را زنده کرد؟ تاکنون دو روش در دسترس ما قرار گرفته است. بیایید ابتدا در مورد جدیدترینش صحبت کنیم.
ویرایش ژن CRISPR یک فناوری انقلابی است که در آینده فقط به کشف موفقیت های بیشتر و سوالات اخلاقی همراه منجر می شود.
همانند تحقیقات سلول های بنیادی ، این موضوع کاملاً متفاوت است که به روش خود بستگی دارد.
CRISPR توسط بن نواک و تیم Revive & Restore استفاده می شود ، افرادی که تلاش کردند تا الیزابت آن را شبیه سازی کنند ، بنابراین این افراد دارای اعتبار هستند. این بار آنها کبوترهای مسافری را هدف قرار داده اند.
دلایل زیادی برای مهم بودن کبوترهای مسافری وجود دارد ، این یک آغاز تازه ای خواهد بود نکته این است که این تیم از شبیه سازی باروری استفاده نمی کند. در عوض ، آنها از CRISPR به عنوان روشی برای یافتن و جایگزینی استفاده می کنند. این بدان معنی است که ژن های مشابه کبوتر را گرفته و آنها را از طریق پرورش انتخابی تغییر می دهند تا جایی که ممکن است به کبوترهای مسافر نزدیک شوند.
روش بعدی شبیه سازی ، استفاده از باروری قدیمی و غیر قابل اعتماد است. اما چگونه اطلاعات ژنتیکی را از حیوانات منقرض شده بدست آوریم؟ ببهترین امید برای به دست آوردن اطلاعات ژنتیکی قابل استفاده برای شبیه سازی یک تکرار کامل از گونه های منقرض شده کشف جسدی منجمد و مومیایی شده است. این وضعیت ایده آل به مانند پشه گیر افتاده در کهربا خواهد بود.
اگر برای شما کمی دور از ذهن به نظر می رسد ، اما قبلاً اتفاق افتاده است! یوکا بهترین لاشه حفظ شده یک ماموت پشمالو بود که در سال ۲۰۱۰ کشف و در سال ۲۰۱۲ به متخصصان علمی تحویل داده شد.
به دنبال نمونه ای از کبوترهای مسافری و یوکا ماموت پشمی و روشهایی که استفاده می شود ، این احتمال که شاهد بازگشت نسبی گونه های منقرض شده باشیم ، یک چشم انداز هیجان انگیز برای بشر خواهد بود.
شبیه سازی به خانه آخر این مقاله میرسد: همانند سازی برای حیوانات مفید اهلی
شاید شخصی ترین سهم در فناوری شبیه سازی برای بسیاری از ما ، امکان شبیه سازی حیوان اهلی شما با فناوری شبیه سازی که در حال حاضر وجود دارد، می باشد.
قبل از اینکه خیلی هیجان زده شوید ، چند نکته وجود دارد:
. ممکن است حیوان شبیه سازی شده دقیقاً شبیه حیوان اصلی نباشد.
. آنها مانند حیوان اصلی عمل نخواهند کرد.
. این روش بسیار گران است.
هزینه اجرای این نوع شبیه سازی در حال حاضر بین ۲۷ هزار تا ۱۰۰ هزار دلار برای هر حیوان می تواند باشد
اینکه اگر حیوان اهلی شما را شبیه سازی کنیم حیوان تولید شده اگر همه مشخصات ژنتیکی حیوان مادر را در خود داشته باشد اما از نظر رفتاری ممکن است رفتار های بسیار متفاوتی با حیوان مادر از خود بروز دهد ضمن اینکه این احتمال هم وجود دارد که پوست بدن آن کمی متفاوت تر از حیوان مادر باشد.
نتیجه گیری
خوب به پایان مقاله جذاب و طولانی در زمینه شبیه سازی رسیده ایم. امیدواریم که چیزهای زیادی از این مقاله فرا گرفته باشید. اگر این رشته علمی مهیج با سرعت فعلی ادامه یابد ، روش های شبیه سازی و به طور کلی ویرایش ژن به یکی از مهمترین پیشرفتهای علمی در قرن آینده تبدیل می شود.
از این مقاله چه آموخته ایم؟ نه تنها با تعریف شبیه سازی و چگونگی وقوع هر نوع شبیه سازی را هم در طبیعت و هم در آزمایشگاه ها آشنا شدیم ، بلکه چندین مورد از حیواناتی را که نام آنها برای همیشه در کتاب های تاریخ به یادگار مانده است ، مورد بررسی قرار داده ایم.
از دالی و کومولینا گرفته تا الیزابت آن و یوکا ، دنبال کردن داستان این حیوانات یک روش سرگرم کننده و مبتدی برای ردیابی پیشرفت فناوری شبیه سازی طی سالهای گذشته است. برای اطمینان از اینکه همه چیز را به دست آورده اید ، با مطالب بالای این مقاله دوباره بررسی کنید و ببینید آیا می توانید در آنجا به سوالات پاسخ دهید.
شاید شما یک بخش را نگاه کرده اید یا برای درک مطلبی که در مقاله وجود داشت تلاش کرده اید ، در این صورت ما به شما توصیه می کنیم با خواندن مجدد آن بخش و مشاوره با هر ماده مرتبط ، دانش خود را افزایش دهید تا ایده بهتری درمورد مفاهیم توضیح داده شده داشته باشید.
مقاله ای که از نظرتان گذشت ترجمه شده توسط سایت اینویروساینس از مقاله انگلیسی با نام :
The Future of Cloning: From Dolly The Sheep To Elizabeth Ann بوده است. خوشحال میشیم نظرات خود را در بخش دیدگاه ها ثبت کنید
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.